Радиочастотные системы – Противокражные радиочастотные системы: описание, характеристики и отзывы

Противокражные радиочастотные системы: описание, характеристики и отзывы

На сегодняшний день противокражные радиочастотные системы стали очень популярны. Чаще всего их можно увидеть на выходе из магазинов. Эти системы получили свое признание благодаря тем преимуществам, которые они дают своему владельцу.

Общее описание системы

Основной принцип работы радиочастотного оборудования – это детектирование антеннами (сенсорами) колебательного контура. Данный контур находится в защитном элементе, который, в свою очередь, крепится на товар, а его резонансная частота совпадает с той, что использует сенсор. На сегодняшний день универсальной частотой для всех противокражных радиочастотных систем является 8,2 МГц. Это значение подходит под сенсор любого производителя. Однако есть и специальные частоты – 9,5 и 10 МГц. Но тут стоит отметить, что такая частота применяется только в таких местах, как библиотека или магазин видеопроката. Важный элемент для работы таких систем – это радиочастотная этикетка. Они отличаются друг от друга по трем пунктам: технология производства, внешний вид и размер. Хотя если говорить о размерах чуть подробнее, то практически все производители используют стандартные размеры 40 х 40 или 50 х 50 мм.

Преимущества системы

У противокражных радиочастотных систем имеется несколько безусловных преимуществ, которые и привели к тому, что в настоящее время они занимают 52% рынка. Из основных плюсов можно выделить следующее:

• Относительно низкая стоимость системы.
• Надежность работы обеспечивается за счет того, что метки срабатывают с большой вероятностью.
• Высокая экономичность достигается за счет того, что используются многоразовые типы датчиков.
• Противокражные радиочастотные системы безопасны для здоровья человека, а также не оказывают влияния на разнообразные магнитные и электронные устройства.
• Имеется возможность интегрировать сигнал тревоги с системой видеонаблюдения и другими.

Данный список, конечно, не полный, однако это основные положительные качества данной системы, которые и сделали ее достаточно популярной.

Элементы системы

Естественно, что антикражная система и оборудование, которое входит в комплект, – это не только сенсоры. В комплект включены несколько основных элементов.

Антикражные защитные датчики – это наклейки защитного типа, которые всегда клеятся непосредственно на сам товар. Пока покупатель находится в магазине, этикетка должна находиться на товаре. На кассе этот датчик деактивируется кассиром, а потому при прохождении мимо сенсоров они не срабатывают.

Далее основным элементом выступают непосредственно антикражные ворота или противокражные стойки, называют их по-разному. Место установки данных элементов – это вход/выход на объект. Данные сенсоры оборудуются приемо-передающими устройствами, для взаимодействия с защитными этикетками. Здесь также важно отметить, что каждая пара рамок состоит из двух штук. В одну устанавливается датчик приема, во вторую датчик передачи. Здесь также важно знать, что расстояние между сенсорами должно быть 2 метра.

Третьим важным элементом радиочастотной антикражной системы и противокражным оборудованием является деактивирующее и съемное устройство. Эти приспособления работают вместе с датчиками, которые монтируются в стойки, располагающиеся на выходе из магазина, торгового зала и т. д.

Разновидности устройств

Основа работы защитной системы заключается в виде технологии, которую она использует.

Бывает электромагнитная система. Данный вид характеризуется низкой надежностью, так как коэффициент срабатывания находится в районе 65-70%. Однако здесь важно отметить, что среди всех систем эта имеет и самую низкую стоимость. Также использовать такие устройства можно на любом товаре, включая фольгированные упаковки, консервы, металлические товары и прочее.

Далее идет вид радиочастотных противокражных систем, которые используют для своей работы датчики и защитную этикетку. Применение таких сетей возможно лишь в магазинах продажи одежды, а также продуктов питания. Стоимость системы несколько больше, однако все равно считается невысокой. К тому же коэффициент срабатывания довольно высок – 85-90%. Однако имеется существенный недостаток в виде того, что плохо работает с металлическими поверхностями. А потому применение с электроникой, бытовой техникой и тарой из металла сильно ограничено. Система не сможет определить защитную этикетку, если проносить товар внутри металлической упаковки.

Последний вид – это акустомагнитные. Эта группа обладает наибольшим коэффициентом срабатывания – 90-95%, а также отсутствуют те недостатки, которые имеются у радиочастотных систем.

Разновидности радиочастотных систем

Первая группа – это антикражные ворота JSB XL Supra (Crosspoint, Голландия). Система характеризуется наличием сети “антивор”. Также они отличаются тем, что являются наиболее тонкими и узкими моделями, однако обеспечивающими необходимую защиту на расстоянии двух метров друг от друга. Эти устройства используют технологию ODD, которая обеспечивает надежное обнаружение этикеток даже небольшого размера. Ширина детекции у данных устройств от 63 до 2000 мм, а в качестве датчика используется жесткая модель ракушка.

Один из вариантов, который в настоящее время считается последним словом в группе радиочастотных систем – Sentinel. Данная сеть считается флагманом компании WG Security Product. Отличительная черта данной категории заключается в том, что здесь используется большое количество инноваций, которые успешно тестировались и внедрялись в последнее время. Кроме того здесь были воплощены в жизнь многие пожелания клиентов, которые помогли значительно улучшить систему.

Система EAS

Принцип работы радиочастотных систем строится на программе EAS (Electronic Article Surveillance — электронное обнаружение предмета).

Суть работы достаточно проста – происходит определение специального предмета, который чаще всего выражен в форме этикетки или бирки. Этот элемент находится на товаре, который нуждается в защите, а сам процесс определения происходит в электромагнитном поле, располагающемся между антенными рамками (стойками). Защитный элемент, то есть бирка – это устройство, которое будет вносить помеху в это поле при его прохождении, что и вызовет сигнал тревоги, если не разблокировать его на кассе.

Антикражные системы RF

Противокражные системы радиочастотные RF работают в диапазоне от 1,9 до 10 МГц. На территории Российской Федерации используется частота 8,2 МГц.

Также стоит отметить, что имеется улучшенная модификация этой системы, которая является наиболее надежной, но и самой дорогой. Сеть RFID использует программу радиочастотной идентификации. Сама же метка этой системы включается в свою структуру микрочип, содержащий большое количество информации о товаре.

Наибольшее количество отзывов о противокражной системе положительные. Большинство клиентов выделяют устройства марки Abc. Отмечалось, что они работают стабильно и довольно продолжительный срок. У некоторых пользователей рядом имелись помехи в виде электронных устройств, однако сбоев в работе замечено не было.

fb.ru

Принцип работы противокражных систем | Video-REC

 

И сразу небольшая оговорка: в данной статье я опишу только 3 вида противокражных систем (технологий),  т.к. в России используется только эти 3 технологии. На самом же деле, только мне известных технологий систем защиты от краж 7, и это не считая противокражные системы использующие комбинации нескольких технологий.

Также важное замечание: Данная стать пишется техническим языком, многие данные берутся из «чисто» технической документации, в нее добавляются всякие формулы и приведено очень мало картинок. Если Вы не готовы к чтению подобного рода литературы — не расстраивайте себя….

И так, 3 вида противокражных систем – 3 технологии (приведены в соответствии с процентным соотношением присутствия на Российском рынке).

1. Радиочастотная (РЧ)
2. Акустомагнитная (АМ)
3. Электромагнитная (ЭМ)

Все эти технологии основаны на принципе Однобитных Транспондеров, соответственно, сначала рассмотрим, что означает это понятие.

Однобитный транспондер

Основной единицей представления информации является 1 бит, и он может принимать только два значения: 0 и 1. В применении ко всевозможным системам дистанционного обнаружения и идентификации, в которых применяются так называемые Однобитные транспондеры, это означает, что возможны только два состояния: «Транспондер находится в зоне действия системы» или «Транспондер находится вне зоны действия системы». Казалось бы, ну какой толк с такого алгоритма, но не тут-то было,  несмотря на очевидные недостатки, такой принцип – Однобитных транспондеров, получил широчайшее применение и глубокое развитие в сфере защиты товаров,  в магазинах розничной торговли – Противокражных системах (EAS). Такие транспондеры, в простонародье, называют очень просто – Таг, бирка, этикетка, жесткий датчик и т.п.

EAS – Противокражные системы

У  EAS в России много названий: Противокражные ворота, противокражные системы, противокражные рамки, антикражные рамки, антикражные ворота, антикражные системы, системы защиты от краж, противокражное оборудование, антикражное оборудование, антикражка, антивор, чекпоинт, антикража.

Такая система (EAS), хоть и называется противокражной, является бесконтактным средством обнаружения или системой слежения за товаром. Её смысл в обнаружении транспондера, заранее закрепленного на товаре и не снятого при оплате, что говорит о НЕоплате этого товара. Состоит такая система из целого комплекса приборов и компонентов: антенна считывающего устройства или детектора, элемент обеспечения безопасности – бирка или этикетка – Транспондер. Также в эту систему могут быть добавлены Деактиваторы, которые прекращают работу транспондера – деактивируют его, специальные съемники для физического удаления транспондера с товара, защитные боксы снабженные транспондером, которые являются физическим препятствием для доступа к товару.

В современных антикражных системах деактивация или физическое удаление транспондера может быть автоматизировано и происходит на кассе, при оплате товара, сканировании Штирх-кода или сразу после этого.

Некоторые противокражные системы могут иметь в своем составе – Активатор, благодаря которому транспондер может быть активирован вновь.

Основной характеристикой подобных систем является Коэффициент обнаружения транспондеров в зависимости от расстояния до считывающего устройства (обычно рассматривается при максимально допустимом, установленным производителем, расстоянии между транспондером и антенной детектора).

Методика приемки и проверки установленных систем безопасности такого типа описываются в стандарте VDI 4470 «Системы контроля товаров – Рекомендации приемки клиентом шлюзовых систем». Этот документ импортный и не на Русском языке. Никаких Российских стандартов и рекомендаций на тему «Как оно должно работать» – нет.

 Системы защиты от краж Радиочастотной технологии

Радиочастотные системы защиты от краж используют в качестве чувствительного элемента колебательный LC-контур, который настроен на резонансную частоту fr. Ранее для этого использовались катушки индуктивности из лакированного медного провода и припаянного к ее концам конденсатора. Катушка и конденсатор заключены в пластиковый корпус снабженный специализированным замком – Жесткий датчик – транспондер. Сегодня все чаще используют наклеиваемые ярлыки, в которых катушка наносится на металлическую фольгу. Для того чтобы уменьшить затухание и обеспечить высокую добротность колебательного контура, толщина алюминиевых проводящих дорожек, проложенных по прочной полиэтиленовой пленке толщиной 25 мк, должна составлять не менее 50мк. Для изготовления пластин конденсатора используется фольгированная пленка толщиной20мк.

Считывающее устройство (детектор), состоит из двух основных компонентов – передатчика (Tx) и приемника (Rx), как правило это две разные антенны, которые устанавливаются по бокам защищаемого прохода, но есть и Моноантенны, объединяющие эти два компонента в одном корпусе антенны. Такие антенны могут быть установлены посередине прохода.

Передатчик излучает переменное электромагнитное поле с частотой в диапазоне от 1 до 15 мГц. (в России повсеместно используются противокражные системы работающие на частоте 8,2 мГц). (Рис.1). Когда колебательный LC-контур оказывается под воздействием электромагнитного поля, в катушке индуктивности, согласно закону взаимной индукции, возникает ток той же частоты. Если частота колебаний внешнего поля fg равна резонансной частоте колебательного контура, то в LC-контуре возникают резонансные колебания.

Рис. 1. Принцип действия радиочастотной противокражной системы

Возникающий в колебательном контуре ток «пытается» противодействовать вызвавшей его причине, то есть – уменьшить внешнее электромагнитное поле. Это приводит к небольшому падению напряжения на антенне передатчика и, соответственно, к снижению измеренной интенсивности электромагнитного поля на антенне приемника. Данный эффект можно заметить по падению индуцированного напряжения в специальное измерительной катушке, таким образом можно отследить появление резонансного контура в поле детектора.

Относительная величина такого измерения зависит от расстояния между катушками (расстояние между передатчиком и LC-контуром, и расстояние между LC-контуром и приемником), а также от добротности Q возбуждаемого внешним полем резонансного контура.

Обычно относительное измерение напряжения на катушке передатчика, которая служит антенной, очень мало и его очень трудно измерить. Однако для надежного распознавания транспондера желательно получить как можно более отчетливый сигнал. Для этого применяются определенные ухищрения: частота излучения передатчика не является постоянной, она «плавает» (в противокражных системах 1 и 2 покалений, а в 3 и 4 поколениях, частота последовательно выдаваемых импульсов имеет определенный алгоритм и может проходить не по порядку). Генерируема частота изменяется в диапазоне между двумя граничными частотами (Рис.2), а разница между ними называется «Дельта или Девиация», а обозначается в настройках систем как «Sweep». Как правило, в антикражной системе нет выбора или настройки конкретно граничных частот накачки, а органы настройки позволяют выбрать Центральную частоту и уже относительно нее ширину «Sweep». Получается, частота такой системы 8,2 мГц + 7-10%.

Скорость такого «плавания» по частотам называется «Sweep frequency» — Свип частота или Частота свипирования, т.е. частота сканирования частот от между заданными границами.

Важное замечание: в инструкциях по настройке, на платах и специализированных измерительных приборах, параметры «Дельта или Девиация», «Sweep» и «Sweep frequency» зачастую перепутываются и однозначно понять что отвечает за конкретный параметр бывает сложно. Всегда используйте EAS-тестер для настройки этих параметров, по крайней мере вы сразу поймете по цифрам, что вы меняете )))

В тот момент, когда такая плавающая частота совпадает с резонансной частотой колебательного контура транспондера, возникает резонанс, который приводит к заметному падению напряжения как на катушке передатчика, так и на катушке приемника, именно на определенной частоте, что и позволяет безошибочно свидетельствовать о внесении транспондера в поле системы. Также преимуществом данного метода является и то, что отпадает необходимость в точной настройке резонансной частоты колебательного контура транспондера, достаточно лишь обеспечить, чтобы она попадала в заданный диапазон частот. Это особенно актуально для транспондеров в виде наклеек — этикеток, так как из-за сильно влияющих на них внешних факторов, их резонансная частота очень подвержена неконтролируемым изменениям.

Так как после оплаты товара на кассе этикетка обычно не удаляется (для увеличения скорости обслуживания), то возникает необходимость не дать этикетке возможность работать в дальнейшем. По началу, этикеток вообще не существовало, а жесткие датчики – транспондеры просто снимались на кассе. Позже, при появлении этикеток, как правило, товар с этикетками выдавался покупателю с другой стороны от противокражной системы, но этот способ быстро «вышел из моды» с появлением деактиваторов и деактивируемых этикеток. Деактиватор либо устанавливается непосредственно в сканер штрих-кодов либо в непосредственной близости от него. Кассир просто подносит купленный товар к деактиватору, который создает достаточно сильное электромагнитное поле заданной частоты, приводящее к пробою пленочного конденсатора транспондера. Для этого в конденсаторах намеренно создаются области, в которых может возникнуть короткое замыкание, так называемые dimples (места с меньшим расстоянием между обкладками конденсатора, в которых происходит пробой и, как следствие, короткое замыкание). После подобного пробоя конденсатор уже невозможно восстановить. Это приводит к смещению резонансной частоты контура за пределы заданных в противокражной системе, как результат – к отсутствию реакции транспондера на воздействие внешнего электромагнитного поля выдаваемого антикражкой.

Изменение импеданса антенны (катушки) передатчика на резонансной частоте антенны транспондера (Q=90, k=1%). Частота fg излучаемого антенной передатчика поля непрерывно изменяется в диапазоне между граничными частотами. Радиочастотная этикетка имеет резонансную частоту fr, и на этой частоте отчетливо видено изменение импеданса.

Для создания переменного электромагнитного поля достаточной интенсивности в зоне действия системы защиты от краж, обычно используются Рамочные антенны большой площади. Эти рамочные антенны встраиваются в колонны шлюзовой системы на входе/выходе из помещения. Классическая конструкция, знакомая нам по любому крупному магазину, представлена на Рис. 3. Использование радиочастотного метода позволяет создавать ворота шириной до 2-х метров. Однако доля обнаружения транспондеров (бирок) относительно невысока и составляет 70-75%, что является нормой для всех противокражных систем Радиочастотной технологии. Это обясняется достаточно сильным влиянием определенных материалов. В первую очередь к таким материалам относятся металлы и металлосодержащие вещества (например, консервные банки, фольгированная упаковка) которые оказывают сильное влияние на резонансную частоту этикеток, на степень взаимодействия с катушкой детектора и экранирует радиоволны, что уменьшает вероятность обнаружения товара. Для того чтобы при указанной ширине прохода добиться нужной вероятности обнаружения, необходимо использовать этикетки большей площади, например вместо стандартных наклеек 40х40мм. использовать 50х50мм.

Слева – типичная рамочная антенна для Радиочастотной противокражной системы. Высота около 1.6 метра. Справа – различные типы меток – транспондеров.

 

Другой важной особенностью, которую необходимо учитывать при проектировании радиочастотных систем, являются свойства различных товаров (например, катушки с кабелем или проволочные обмотки элементов товара), которые могут иметь резонансную частоту в пределах частоты сканирования антикражной системы – 8.2 мГц. +10%, что может привести к ложному срабатыванию системы безопасности.

Типичные характеристики Радиочастотной противокражной системы EAS

• Коэффициент добротности, Q, средства защиты –  >60…80.
• Минимальная напряженность электромагнитного поля, hd, необходимая для детектирования транспондера – 1.5A/м.
• Максимальная напряженность поля области детектирования – 0.9 А/м.
• Рабочая, центральная частота, мГц. (для России) – 8.2.
• Дельта (Sweep), кГц – от 600 до 1500.
• Частота сканирования (частота изменения частоты от нижнего предела, до верхнего)( Sweep frequency), Гц – от 60 до 540.

Системы защиты от краж Акустомагнитной технологии

Транспондеры (этикетки) противокражных систем акустомагнитной технологии представляют собой пластиковые кубики небольшого размера: около 40мм в длину, от 8 до 14мм в ширину, в зависимости от исполнения, и всего около 2-х мм. в высоту. Каждый такой кубик содержит, как минимум, одну металлическую полоску, изготовленную из магнитотвердого металла, которая жестко закреплена внутри этого пластикового кубика. Кроме того, имеется полоска аморфного металла, которая располагается таким образом, чтобы она могла свободно совершать механические колебания, т.е. она не закреплена и находится в свободном пространстве.

Ферромагнитные материалы, такие как Никель, железо и т.п., под действием напряженности магнитного поля H изменяют свою длину (на очень незначительную величину) – этот эффект носит название Макнитострикции и связан с малым изменением расстояния между атомами вещества при его намагничивании. В переменном магнитном поле полоски, изготовленные из магнитострикционного металла, начинают колебаться в продольном направлении с частотой внешнего переменного магнитного поля. Если частота магнитного поля совпадает с резонансной частотой металлической полоски, то амплитуда колебаний значительно увеличивается. Этот эффект особенно четко проявляется в аморфных материалах.

Важно также то, что эффект магнитострикции является обратимым – это означает, что при механических колебаниях магнитострикционного материала возникает магнитное поле. Современные Акустомагнитные противокражные системы устроены таким образом, что частота создаваемого магнитного поля точно совпадает с резонансной частотой встроенных в транспондер металлических полосок. Под воздействием внешнего переменного магнитного поля металлическая полоска начинает совершать механические колебания, и когда магнитное поле выключается, то металлическая полоска еще некоторое время продолжает колебаться подобно камертону. При этом она создает собственное магнитное поле, которое может быть обнаружено детектором – приемником. (Рис.4).

Акустомагнитные противокражные системы состоят из передающего устройства и детектора (приемника). Когда транспондер оказывается в зоне действия поля, создаваемого передатчиком, то под действием его импульсов транспондер начинает излучать свое магнитное поле с затухающим сигналом, подобно камертону. Затухающий сигнал транспондера возникает после окончания импульса передатчика, и может быть обнаружен детектором (приемником).

Одним из главных преимуществ таких систем является то, что в момент приема сигнала от транспондера магнитное поле выключается, благодаря этому можно создавать детекторы с высокой чувствительностью.

Типичные параметры акустомагнитных антикражных систем:

Резонансная частота – 58кГц.

Точность установки частоты — +0.52%.

Добротность Q — > 150.

Минимальная напряженность ha, которая необходима для активации – Ю16000А/м.

Длительность импульса передатчика – 2мс.

Пауза между импульсами передатчика – 20мс.

Время затухания остаточных колебаний в транспондере – 5мс.

Нормальным считается коэффициент обнаружения бирки – транспондера – до 90%.

 

В активированном состоянии транспондеры акустомагнитных систем намагничиваются, а так как упомянутые ранее полосы из магнитотвердого металла обладают высокой остаточной намагниченностью, то их можно рассматривать как постоянный магнит. Для того чтобы деактивировать транспондер, необходимо размагнитить металлические полосы из магнитотвердого материала. Это приводит к рассогласованию резонансной частоты аморфной металлической полоски, и она больше не будет возбуждаться под воздействием поля, создаваемого противокражной системой. Для размагничивания полосы из магнитотвердого материала необходимо использовать переменное магнитное поле достаточной мощности , причем эта мощность должна медленно уменьшаться с течением времени. Поэтому все попытки обмануть систему при помощи манипулирования постоянными магнитами, которые злоумышленник может принести с собой, обречены на провал.

К значительному недостатку можно отнести то, что противокражные системы акустомагнитной технологии оказывают влияние друг на друга на значительно большем расстоянии, относительно систем других технологий. Это обусловлено рабочей частотой системы в Ультразвуковом диапазоне – 58кГц. Что влечет за собой необходимость синхронизации различных акустомагнитных противокражных систем между собой.

Подробное описании принципов работы Акустомагнитных противокражных систем производства фирмы Sensormatic (основатель Акустомагнитной технологии), можно найти в другой моей статье «Акустомагинтная технология систем защиты от краж, основы и принцип работы противокражных систем производства фирмы «Sensormatic»»

 

Системы защиты от краж Электромагнитной технологии

Системы электромагнитного типа используют сильное магнитное поле в диапазоне низких частот – от 10Гц. До 20кГц. Транспондер содержит металлические полоски из магнитомягкого аморфного металла, у которых кривая Гистерезиса имеет достаточно крутой наклон. В сильном переменном магнитном поле эти металлические полоски намагничиваются и переходят в состояние магнитного насыщения. Благодаря сильной нелинейной зависимости плотности магнитной индукции B от напряженности внешнего магнитного поля H вблизи точки насыщения (Рис. 5), а также скачкообразному изменению B вблизи перехода напряженности внешнего магнитного поля через 0 возникают гармоники основной частоты переменного внешнего магнитного поля, которые принимаются детектором и свидетельствуют о присутствии транспондера.

Рис. 5. Типичная кривая намагничивания, или петля гистерезиса для ферромагнитных материалов.

Дальнейшая оптимизация электромагнитного способа заключается в том, что к основному сигналу добавляются гармоники с более высокой частотой. Благодаря высокой нелинейности кривой гистерезиса для металлических полосок возникают дополнительные гармоники с частотой, равной сумме и разности частот входящих сигналов. Например, если основная рабочая частота равна fh = 20 Гц и добавлены дополнительные сигналы с частотами f1=3.5 и f2=5.3 кГц, то в результате мы получим следующие сигналы:

f1+ f2=f1+2 = 8.80 кГц

f1-f2=f1-2 = 1.80 кГц

fh+f1=fh+1 = 3.52 кГц. и т.д.

При этом детектор реагирует не только на гармоники основной частоты, но также и на сигналы, полученные в результате сложения и вычитания частот дополнительных сигналов.

Транспондеры – метки в основном имеют форму самоклеящихся этикеток в виде полосок длиной от нескольких сантиметров до 20 см. (рис. 6)

Рис. 6. Слева – типичная конструкция антенны противокражной системы Электромагнитной технологии. Высота приблизительно 1.5 м.; Справа – возможные конструкции этикеток.

 

Благодаря низкой частоте излучаемого поля, электромагнитные системы подходят для товаров, изготовленных из металла. Недостатком таких систем является высокая требовательность к ориентации этикетки относительно антенны противокражной системы: для надежного обнаружения линии внешнего магнитного поля должны проходить через полосы аморфного металла вертикально.

Для деактивации этикетки экранируются слоем магнитотвердого металла или же частично закрываются пластинами из магнитотвердого материала. При прохождении через кассу транспондер деактивируется с помощью сильного постоянного магнита, который ориентирован вдоль металлических полосок транспондера. Под его воздействием пластины из магнитотвердого материала намагничиваются. При этом полосы из магнитотвердого металла спроектированы таким образом , что создаваемое ими, благодаря остаточному магнетизму, поле позволяет удерживать металлические полоски, изготовленные из аморфного материала, в состоянии насыщения. Благодаря этому переменное магнитное поле, которое излучается антикражной системой, уже не будет оказывать на транспондер никакого влияния.

После снятия намагниченности с магнитотвердых пластин этикетки можно использовать вновь, причем процесс деактивации и активации этикетки можно проводить с любой желаемой частотой, предельное количество таких циклов не ограничено. В связи с этим поначалу основной областью применения Электромагнитных систем защиты от краж были частные платные библиотеки в Европе и Америке, однако затем благодаря своим небольшим размерам (полоски могут иметь длину до 32мм.) и низкой стоимости, подобные этикетки, как и электромагнитная технология в целом, нашли применение и в защите товаров в розничной торговле.

Чтобы создать поле с интенсивностью, достаточной для размагничивания полосок из пермаллоя, обычно такие системы состоят из двух антенн, которые устанавливаются в расположенных по бокам от защищаемого прохода колоннах (рис.7). В каждой колонне — антенне находится система катушек (обычно от 9 до 12-ти шт.), создающих такое магнитное поле, которое в центре имеет довольно небольшую интенсивность и существенно большую – по краям. В современных системах Электромагнитного типа ширина прохода может составлять до 1.5 м., при этом вероятность детектирования доходит до 70%.

Рис. 7. Пример используемых на практике антенн Систем защиты от краж – METO EAS-Sustem. «METO 2200».

 

Типичные параметры систем Электромагнитной технологии.

Частота – 70Гц.

Возможные комбинированные частоты для различных систем – 12Гц.;215Гц.;3.3кГц.; 5кГц.

Напряженность поля в зоне детектирования – 25…120А/м.

Минимальная напряженность поля, необходимая для детектирования – 16000А/м.

Конец

 

Статья подготовлена специально для сайта www.video-rec.ru

Автор: Директор ООО «ВидеоРек» – Александр Сергеевич Шептуцолов.

Несколько слов от автора: Почти вся, приведенная в статье информация является моими личными знаниями, наблюдениями, расчетами и т.д., которые я получил из открытых источников, таких как: школа, институт, книги, интернет, и немного своих собственных расчетов и практик.  Рисунки и небольшая часть информации – Клаус Финкецеллер.

Я не претендую на  исключительную достоверность этой информации и оставляю за собой право на ошибку.

Также надеюсь на Ваши отзывы, критику и комментарии относительно содержания статьи, которые вы можете отправить на нашу почту

Любое копирование данных возможно только с указанием прямой активной ссылки на наш сайт

http://video-rec.ru/

С Уважением, Александр Шептуцолов.

video-rec.ru

Радиочастотные (РЧ) противокражные системы CrossPoint последнего поколения

Радиочастотные (РЧ) противокражные системы CrossPoint последнего поколения

Тех. поддержка по бесплатной горячей линии 8 (800) 500-74-83. Отдел продаж +7 (495) 374 84 90.

• Об этой серии продукции

  Cross Point производит и поставляет широкий ассортимент систем основанных на Радиочастотной технологии (РЧ)

• 
• 
• 
• 
• 

• Удаленный сервис

• Прозрачные панели

• Встроенные счетчики посетителей

• Совместимость с Analytics

• Опциональная реклама

• Световая индикация

• Встроенный «дверной звонок»

• Уровень детекции

crosspointrussia.ru

Противокражные радиочастотные системы: описание, характеристики и отзывы

Бизнес 6 января 2018

На сегодняшний день противокражные радиочастотные системы стали очень популярны. Чаще всего их можно увидеть на выходе из магазинов. Эти системы получили свое признание благодаря тем преимуществам, которые они дают своему владельцу.

Общее описание системы

Основной принцип работы радиочастотного оборудования – это детектирование антеннами (сенсорами) колебательного контура. Данный контур находится в защитном элементе, который, в свою очередь, крепится на товар, а его резонансная частота совпадает с той, что использует сенсор. На сегодняшний день универсальной частотой для всех противокражных радиочастотных систем является 8,2 МГц. Это значение подходит под сенсор любого производителя. Однако есть и специальные частоты – 9,5 и 10 МГц. Но тут стоит отметить, что такая частота применяется только в таких местах, как библиотека или магазин видеопроката. Важный элемент для работы таких систем – это радиочастотная этикетка. Они отличаются друг от друга по трем пунктам: технология производства, внешний вид и размер. Хотя если говорить о размерах чуть подробнее, то практически все производители используют стандартные размеры 40 х 40 или 50 х 50 мм.

Преимущества системы

У противокражных радиочастотных систем имеется несколько безусловных преимуществ, которые и привели к тому, что в настоящее время они занимают 52% рынка. Из основных плюсов можно выделить следующее:

• Относительно низкая стоимость системы.
• Надежность работы обеспечивается за счет того, что метки срабатывают с большой вероятностью.
• Высокая экономичность достигается за счет того, что используются многоразовые типы датчиков.
• Противокражные радиочастотные системы безопасны для здоровья человека, а также не оказывают влияния на разнообразные магнитные и электронные устройства.
• Имеется возможность интегрировать сигнал тревоги с системой видеонаблюдения и другими.

Данный список, конечно, не полный, однако это основные положительные качества данной системы, которые и сделали ее достаточно популярной.

Элементы системы

Естественно, что антикражная система и оборудование, которое входит в комплект, – это не только сенсоры. В комплект включены несколько основных элементов.

Антикражные защитные датчики – это наклейки защитного типа, которые всегда клеятся непосредственно на сам товар. Пока покупатель находится в магазине, этикетка должна находиться на товаре. На кассе этот датчик деактивируется кассиром, а потому при прохождении мимо сенсоров они не срабатывают.

Далее основным элементом выступают непосредственно антикражные ворота или противокражные стойки, называют их по-разному. Место установки данных элементов – это вход/выход на объект. Данные сенсоры оборудуются приемо-передающими устройствами, для взаимодействия с защитными этикетками. Здесь также важно отметить, что каждая пара рамок состоит из двух штук. В одну устанавливается датчик приема, во вторую датчик передачи. Здесь также важно знать, что расстояние между сенсорами должно быть 2 метра.

Третьим важным элементом радиочастотной антикражной системы и противокражным оборудованием является деактивирующее и съемное устройство. Эти приспособления работают вместе с датчиками, которые монтируются в стойки, располагающиеся на выходе из магазина, торгового зала и т. д.

Разновидности устройств

Основа работы защитной системы заключается в виде технологии, которую она использует.

Бывает электромагнитная система. Данный вид характеризуется низкой надежностью, так как коэффициент срабатывания находится в районе 65-70%. Однако здесь важно отметить, что среди всех систем эта имеет и самую низкую стоимость. Также использовать такие устройства можно на любом товаре, включая фольгированные упаковки, консервы, металлические товары и прочее.

Далее идет вид радиочастотных противокражных систем, которые используют для своей работы датчики и защитную этикетку. Применение таких сетей возможно лишь в магазинах продажи одежды, а также продуктов питания. Стоимость системы несколько больше, однако все равно считается невысокой. К тому же коэффициент срабатывания довольно высок – 85-90%. Однако имеется существенный недостаток в виде того, что плохо работает с металлическими поверхностями. А потому применение с электроникой, бытовой техникой и тарой из металла сильно ограничено. Система не сможет определить защитную этикетку, если проносить товар внутри металлической упаковки.

Последний вид – это акустомагнитные. Эта группа обладает наибольшим коэффициентом срабатывания – 90-95%, а также отсутствуют те недостатки, которые имеются у радиочастотных систем.

Разновидности радиочастотных систем

Первая группа – это антикражные ворота JSB XL Supra (Crosspoint, Голландия). Система характеризуется наличием сети “антивор”. Также они отличаются тем, что являются наиболее тонкими и узкими моделями, однако обеспечивающими необходимую защиту на расстоянии двух метров друг от друга. Эти устройства используют технологию ODD, которая обеспечивает надежное обнаружение этикеток даже небольшого размера. Ширина детекции у данных устройств от 63 до 2000 мм, а в качестве датчика используется жесткая модель ракушка.

Один из вариантов, который в настоящее время считается последним словом в группе радиочастотных систем – Sentinel. Данная сеть считается флагманом компании WG Security Product. Отличительная черта данной категории заключается в том, что здесь используется большое количество инноваций, которые успешно тестировались и внедрялись в последнее время. Кроме того здесь были воплощены в жизнь многие пожелания клиентов, которые помогли значительно улучшить систему.

Система EAS

Принцип работы радиочастотных систем строится на программе EAS (Electronic Article Surveillance — электронное обнаружение предмета).

Суть работы достаточно проста – происходит определение специального предмета, который чаще всего выражен в форме этикетки или бирки. Этот элемент находится на товаре, который нуждается в защите, а сам процесс определения происходит в электромагнитном поле, располагающемся между антенными рамками (стойками). Защитный элемент, то есть бирка – это устройство, которое будет вносить помеху в это поле при его прохождении, что и вызовет сигнал тревоги, если не разблокировать его на кассе.

Антикражные системы RF

Противокражные системы радиочастотные RF работают в диапазоне от 1,9 до 10 МГц. На территории Российской Федерации используется частота 8,2 МГц.

Также стоит отметить, что имеется улучшенная модификация этой системы, которая является наиболее надежной, но и самой дорогой. Сеть RFID использует программу радиочастотной идентификации. Сама же метка этой системы включается в свою структуру микрочип, содержащий большое количество информации о товаре.

Наибольшее количество отзывов о противокражной системе положительные. Большинство клиентов выделяют устройства марки Abc. Отмечалось, что они работают стабильно и довольно продолжительный срок. У некоторых пользователей рядом имелись помехи в виде электронных устройств, однако сбоев в работе замечено не было.

Источник: fb.ru

monateka.com

Маломощные радиочастотные устройства и диапазоны ISM

Добавлено 2 июня 2018 в 16:59

Сохранить или поделиться

Цифровая модуляция может помочь повысить надежность радиочастотной связи малой мощности. И что такое диапазон ISM?

При рассмотрении с исторической точки зрения радиочастотные системы тесно связаны с мощной передачей. Мы представляем себе большие антенны для AM и FM станций, военные радиостанции для больших расстояний и даже экзотические приложения, такие как системы, используемые для связи с космическими аппаратами и управления ими. Эти системы связаны со смутной идеей о том, что более длинное расстояние лучше, и, следовательно, больше мощности – тоже лучше.

Радиочастотная передача на высокой мощности отнюдь не несущественна или редка, но во многом она всё больше отделена от нашей повседневной жизни. Или, по крайней мере, мы можем сказать, что она менее заметна в нашей повседневной жизни, потому что в настоящее время основное внимание уделяется небольшим маломощным беспроводным устройствам.

Bluetooth продукты являются примерами беспроводных устройств с питанием от аккумуляторов, и которые всё чаще встречаются в современной жизни

В таких системах экстремальные проектные усилия направлены на достижение приемлемой производительности при минимально возможном энергопотреблении. Это означает, что эффективность может быть более важна, чем передача максимальной мощности, а также означает, что может не быть желания достичь максимального расстояния. Цель состоит в том, чтобы достичь достаточного расстояния, то есть расстояния, которое позволит использовать устройство по назначению.

Интересный пример – слуховые аппараты. Для вас не должно стать сюрпризом, что сенсорная система человеческого тела предназначена для работы с двумя ушами, человеческий мозг совершенствует нашу способность испытывать и реагировать на звук, объединив эти два связанных сенсорных потока (предположительно, довольно сложными способами). Ношение слуховых аппаратов в обоих ушах может помочь восстановить это сбалансированное восприятие звука, но современные устройства идут дальше, фактически осуществляя связь между слуховыми аппаратами. Таким образом, два слуховых аппарата могут «работать вместе», чтобы точно настроить свой отклик.

Это идеальный пример радиочастотной системы, которая не нуждается в максимизации расстояния. Разработчики почти точно знают, какое расстояние будет разделять передатчик и приемник, и нет реальной ситуации, в которой было бы полезно иметь более длинное расстояние.

Цифра и аналог

Важной технологией в маломощных радиочастотных системах является цифровая модуляция. Это не относится к передаче фактически цифровых (то есть прямоугольных) сигналов; хотя это не невозможно, это непрактично, потому что прямоугольный сигнал содержит большое количество гармонических составляющих. Передаваемый сигнал будет содержать большие количества энергии на частотах, очень удаленных от несущей частоты, и, следовательно, он будет источником помех.

Спектр прямоугольного сигнала; на частотах гармоник слишком много энергии

Как обсуждалось в предыдущей статье, электромагнитный спектр должен оставаться организованным, чтобы гарантировать, что многочисленные несвязанные устройства смогут надежно реализовывать беспроводную связь. Это означает, что беспроводные передачи должны быть ограничены определенным выделенным частотным диапазоном, а это невозможно при использовании прямоугольных сигналов.

Цифровая модуляция

Таким образом, цифровая модуляция использует синусоидальные сигналы, как это делает аналоговая модуляция. Разница заключается в том, что в цифровой системе модуляция несущей не представляет собой непрерывное представление аналогового низкочастотного сигнала. Вместо этого она представляет цифровые данные. Изменения в несущем сигнале происходят в дискретных частях, называемых символами, и каждый символ представляет собой один или несколько битов. Далее в этом учебнике мы рассмотрим цифровую модуляцию более подробно.

Пример цифровой модуляции – в данном случае, амплитудная модуляция

Цифровая модуляция обеспечивает преимущества, аналогичные преимуществам типовой цифровой связи. Поскольку информация передается, как дискретные биты вместо непрерывно изменяющегося сигнала, мощность передачи может быть сведена к минимуму с очень небольшой потерей данных – если мощность достаточна для того, чтобы приемник мог различать логические ноль и единицу, все данные будут переданы успешно. Кроме того, цифровая связь позволяет приемнику запрашивать у передатчика повторную передачу определенных частей данных, если например, временные помехи вызвали кратковременное снижение отношения сигнал/шум.

Цифровые радиочастотные системы, часто называемые каналами передачи данных, имеют дополнительное преимущество в том, что они могут оценивать свою собственную производительность в реальном времени. Алгоритм обнаружения ошибок, такой как циклический избыточный код (CRC), может использоваться для оценки качества связи. Если приемное устройство отмечает значительное увеличение частоты ошибок в битах, оно может запросить у передатчика увеличить его выходную мощность. Таким образом, энергопотребление передатчика может быть оптимизировано на основе фактической производительности линии передачи данных.

Диапазоны ISM

Как обсуждалось в предыдущей статье, любая организация, которая хочет работать с радиопередатчиком, должна получить явное разрешение от соответствующего регулирующего органа (например, FCC в США, или ГКРЧ и ГРЧЦ в России). Наиболее заметным исключением из этого правила является использование диапазона ISM.

ISM означает «industrial, scientific and medical», «промышленный, научный и медицинский». Предположительно, это отражает первоначальное намерение FCC, но это название больше не актуально. Диапазоны ISM используются многочисленными устройствами из других категорий продуктов: Bluetooth, Wi-Fi, домашние системы безопасности, радиочастотная идентификация (RFID), игрушки, беспроводные телефоны…

Нелицензируемый или нерегулируемый

Диапазоны ISM нелицензируемы, но они точно не нерегулируемы. «Нелицензируемый» означает, что законно разрабатывать и продавать устройство ISM диапазона без получения явного разрешения регулирующего органа. «Нерегулируемый» означает, что вы можете передавать всё, что хотите, до тех пор, пока вы остаетесь на частотах ISM, но это не так.

Наиболее простым ограничением является мощность передачи: в общем, мощность, подаваемая на антенну, не может превышать 1 Вт (30 дБм). Однако ситуация становится более сложной, когда вы вникаете в детали, такие как скачкообразная перестройка частоты или широкополосная передача.

Широкополосная модуляция; она будет обсуждаться в данном учебнике позже

Кроме того, существуют ограничения на внеполосную передаваемую энергию – это актуально, поскольку гармоники низкого порядка могут давать в результате значительную передаваемую энергию, которая выходит за пределы допустимого диапазона частот.

Наиболее важный ISM диапазон – это диапазон 2,4 ГГц, хотя 2,4 ГГц на самом деле не является центральной частотой; а его полоса простирается от 2,4 до 2,4835 ГГц. Основным преимуществом этого диапазона является его доступность во всем мире – другие ISM диапазоны варьируются от одного региона к другому, но 2,4 ГГц доступны для нелицензированной работы во всем мире.

Резюме

• Маломощные радиочастотные устройства становятся всё более распространенными в нашей повседневной жизни. Помимо общего интереса к экономии энергии, работа на малой мощности увеличивает срок службы батареи.
• Цифровая передача данных является важной технологией во многих радиочастотных системах; в маломощных системах она позволяет более эффективно использовать энергию батареи.
• Цифровая модуляция относится к использованию аналоговых сигналов для передачи цифровых данных.
• ISM диапазоны являются наиболее значительными исключением для типовых требований лицензирования радиочастот. В многочисленных беспроводных устройствах используются частоты ISM.
• Для устройств ISM диапазона не требуется лицензия, но они должны соответствовать правилам, по которым регулируются эти диапазоны.

Оригинал статьи:

Сохранить или поделиться

radioprog.ru

Системы радиочастотной идентификации

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный университет

Кафедра Радиофизики

РЕФЕРАТ

На тему:

«Системы радиочастотной идентификации»

2010

План

Введение

1 Классификация систем радиочастотной идентификации (РЧИ) и области применения

2 Состав системы РЧИ, физические принципы работы

3 Преимущества и недостатки радиочастотной идентификации

4 Характеристики систем РЧИ и её элементов. Международные стандарты

Список литературы

Введение

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация)— метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.

Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег).

Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая — интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая — антенна для приёма и передачи сигнала.

C введением RFID-меток в повседневную жизнь связан ряд проблем. Например, потребители, не обладающие считывателями, не всегда могут обнаружить метки, прикреплённые к товару на этапе производства и упаковки, и избавиться от них. Хотя при продаже, как правило, такие метки уничтожаются, сам факт их наличия вызывает опасения у правозащитных и религиозных организаций.

Уже известные приложения RFID (бесконтактные смарт-карты в системах контроля управления доступом и в платёжных системах) получают дополнительную популярность с развитием интернет-услуг.

В 1945 году Лев Сергеевич Термен изобрёл для Советского Союза устройство, которое позволило накладывать аудиоинформацию на случайные радиоволны. Звук вызывал колебание диффузора, которое незначительно изменяло форму резонатора, модулируя отражённую радиочастотную волну. И хотя устройство представляло лишь пассивный передатчик (т. н. «жучок»), это изобретение причисляют к первым предшественникам RFID-технологии.

Технология, наиболее близкая к данной — система распознавания «свой-чужой» IFF (Identification Friend or Foe), изобретённая Исследовательской лабораторией ВМС США в 1937 году. Она активно применялась союзниками во время Второй мировой войны, чтобы определить, своим или чужим является объект в небе. Подобные системы до сих пор используются как в военной, так и в гражданской авиации.

Ещё одной вехой в использовании RFID-технологии является работа Гарри Стокмана (Harry Stockman) под названием «Коммуникации посредством отражённого сигнала» (англ. “Communication by Means of Reflected Power”) (доклады IRE, стр. 1196—1204, октябрь 1948). Стокман отмечает, что «…значительные работы по исследованию и разработке были сделаны до того, как были решены основные проблемы в связи посредством отражённого сигнала, а также до того, как были найдены области применения данной технологии».

Первая демонстрация современных RFID-чипов (на эффекте обратного рассеяния), как пассивных, так и активных, была проведена в Исследовательской Лаборатории Лос Аламоса (англ. Los Alamos Scientific Laboratory) в 1973 году. Портативная система работала на частоте 915 МГц и использовала 12 битные метки.

Первый патент, связанный собственно с названием RFID, был выдан Чарльзу Уолтону (Charles Walton) в 1983 году (патент США за № 4,384,288).

1 Классификация систем РЧИ и области применения

Классификация RFID-систем

Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем:

1) По диапазону частот;

2) По типу источника питания;

3) По типу памяти;

4) По исполнению.

Диапазон частот.

Частоты электромагнитного излучения считывателя и обратного сигнала, передаваемого меткой значительно влияют на характеристики работы радиочастотной системы в целом. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот системы RFID, тем больше дальности, на которых считывается информация с радиочастотных меток.

Сегодня RFID-системы используют четыре частотных диапазона: 125-150 кГц, 13,56 МГц, 862-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Чем объясняется выбор этих диапазонов частот? Это те частоты, для которых в большинстве стран разрешено вести коммерческие разработки. Для примера отметим, что диапазон 2,45 ГГц – это частоты, на которых работают беспроводные устройства стандарта Bluetooth и Wi-Fi.

Для каждого из упомянутых частотных диапазонов действуют свои стандарты со своей степенью проработки. Наиболее общие их характеристики представлены в таблице.

Низкочастотные метки имеют встроенные антенны в виде многоконтурных (несколько сотен) обмоток. Пассивные системы данного диапазона имеют низкие цены, и в связи с физическими характеристиками, используются для подкожных меток при чипировании животных, людей и рыб. Однако, в связи с длиной волны, существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании.

Системы средних частот (13МГц) дешевы, не имеют экологических и лицензионных проблем, хорошо стандартизованы, имеют широкую линейку решений. Применяются в платежных системах, логистике, идентификации личности. Для частоты 13,56 МГц разработан стандарт ISO 14443 (виды A/B). В отличие от Mifare 1К в данном стандарте обеспечена система диверсификации ключей, что позволяет создавать открытые системы. Используются стандартизованные алгоритмы шифрования.

На основе стандарта 14443 В разработано несколько десятков систем, например, система оплаты проезда общественного транспорта Парижского региона.

Для существовавших в данном диапазоне частот стандартов были найдены серьёзные проблемы в безопасности: совершенно отсутствовала криптография у дешёвых чипов карты Mifare Ultralight, введённая в использование в Нидерландах для системы оплаты проезда в городском общественном транспорте OV-chipkaart, позднее была взломана считавшаяся более надёжной карта Mifare Classic.

Как и для диапазона низких частот, в системах, построенных в диапазоне средних частот, существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, считывание в условиях высокой влажности, наличия металла, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании.

Метки данного диапазона обладают наибольшей дальностью регистрации, во многих стандартах данного диапазона присутствуют антиколлизионные механизмы. Ориентированные изначально для нужд складской и производственной логистики, метки диапазона UHF не имели уникального идентификатора. Предполагалось, что идентификатором для метки будет служить EPC-номер (Electronic Product Code) товара, который каждый производитель будет заносить в метку самостоятельно при производстве. Однако скоро стало ясно, что помимо функции носителя EPC-номера товара хорошо бы возложить на метку ещё и функцию контроля подлинности. То есть возникло требование, противоречащее самому себе: одновременно обеспечить уникальность метки и позволить производителю записывать произвольный EPC-номер.

Долгое время не существовало чипов, которые бы удовлетворяли этим требованиям полностью. Выпущенный компанией Philips чип Gen 1.19 обладал неизменяемым идентификатором, но не имел никаких встроенных функций по паролированию банков памяти метки, и данные с метки мог считать кто угодно, имеющий соответствующее оборудование. Разработанные впоследствии чипы стандарта Gen 2.0 имели функции паролирования банков памяти (пароль на чтение, на запись), но не имели уникального идентификатора метки, что позволяло при желании создавать идентичные клоны меток.

Наконец, в 2008 году компания NXP выпустила два новых чипа, которые на сегодняшний день отвечают всем выше перечисленным требованиям. Чипы SL3S1202 и SL3FCS1002 выполнены в стандарте EPC Gen 2.0, но отличаются от всех своих предшественников тем, что поле памяти TID (Tag ID), в которое при производстве обычно пишется код типа метки (и он в рамках одного артику

mirznanii.com

Принципы построения систем радиочастотной идентификации

 

Все большую популярность в России набирает технология RFID. Широкая популярность обуславливается дешевизной и простотой использования систем, построенных на основе данной технологии. Такие системы широко применяются в логистике, системах аутентификации и контроля. Технология радиочастотной идентификации схожа по функционалу с штрих-кодом, но обладает существенными преимуществами в эксплуатации: надежность, большая защищенность, износостойкость элементов. Основным преимуществом является то, что хранение и передача данных производится с использованием криптографических алгоритмов. Это значительно усложняет попытки несанкционированного считывания данных и взлома всей системы. В данной статье приведена подробная классификация с описанием каждого вида RFID меток. Произведен анализ существующих RFID меток, рассмотрены достоинства и недостатки их решений: надежность, дальность действия, энергонезависимость. Проведено сравнение различных систем, построенных на технологии RFID и даны рекомендации по выбору компонентов при проектировании различных систем.

Ключевые слова: RFID технология, логистика, автоматизация производства, идентификация, система контроля качества, системный анализ.

 

The increasing popularity in Russia is gaining RFID technology. Wide popularity is caused by cheap and easy to use systems that are based on this technology. Such systems are widely used in logistics, authentication and control systems. RFID technology is similar in functionality to the barcode, but offers significant advantages in service reliability, great security, durability of elements. The main advantage is that the storage and transmission of data is done using cryptographic algorithms. This greatly complicates the unauthorized reading data and breaking the entire system. This article is a detailed classification of the description of each type of RFID tags. The analysis of existing RFID tags, consider the advantages and disadvantages of their decisions: the reliability, range, non-volatility. Finally, a comparison of different systems based on RFID technology, recommendations on the choice of components in the design of the various systems.

Keywords: RFID technology, logistics, industrial automation, identification, quality control, system analysis.

 

RFID — способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках [1]. Акроним относится к маленьким электронным устройствам, которые состоят из маленького чипа и антенны. Чип, как правило, способен к переносу 2 000 байтов данных или меньше [1]. Устройство RFID служит той же самой цели как штрих-код или магнитная полоса на обратной стороне карты банкомата или кредитной карты [2]. Так же, как и штрих-код или магнитная полоса, RFID метки должны быть просмотрены, чтобы получить информацию или восстановить информацию об идентификации. Значительное преимущество устройств RFID в сравнении с штрих-кодами и магнитными полосами состоит в том, что устройство RFID не должно быть помещено точно относительно сканера, что позволяет сократить затрачиваемое на считывание информации время [3]. Также предоставляет возможность записи большего объема данных, нежели хранящейся в штрих-кодах и других подобных носителей данных. Технология RFID была доступна более пятидесяти лет, но только недавно стало возможно произвести устройства RFID ценою в несколько центов, что позволило применять их в качестве этикеток вплоть до для мелких товаров [4]. Одной из причин, того что метки RFID столь долго не могли быть широко распространены, чтобы войти в общее употребление, является отсутствие стандартов в промышленности. Большинство компаний вложило свой капитал в технологию RFID, используя метки, чтобы отследить продукты производства в пределах их контроля [5]. Впоследствии, увеличивая сферы влияния своих компаний, RFID метки начали отслеживать перемещение товаров и компонентов в рамках локальной и глобальной логистики [6]. Вместе с этим увеличивалось их разнообразие, как в конструктивных, так и в технических исполнениях, они стали неотъемлемым элементов реализации технологий «Бережливого производства» в современных условиях.

В данной статье произведена подробная классификация всех существующих видов и вариантов исполнения RFID меток с приведением их преимуществ и недостатков, что позволит потребителю выбрать наиболее для него подходящего устройство.

1.                Анализ принципов работы RFID систем.

RFID (радиочастотная идентификация) — обобщенное название применения технологий радиочастотного и электромагнитного излучений в считывании или записи данных на носитель [1].

RFID технология состоит из считывающего устройства и носителя информации.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема RFID систем

 

Ридер может быть исполнен по-разному, в зависимости от предназначения (переносной сканер, стационарное устройство). Задачей ридера является активацией метки, с последующим принятием передаваемой информацией. Состоит он из антенны и управляющей электроники. Антенны считывателя излучают электромагнитные волны, передавая энергию метке, та активируется, приняв собственной антенной электромагнитную энергию, которая заряжает встроенный аккумулятор. После, используя в качестве источника питания заряженный аккумулятор, включается внутренняя электроника метки, которая отсылает хранимый ею сигнал считывателю с помощью собственной антенны. Сигнал принимается антенной считывателя, далее полученный сигнал демодулируется, расшифровывается и представляется пользователю в удобном для него виде.

2.                Классификация RFID меток.

RFID метки классифицируют по следующим признакам:

−                    источник питания;

−                    рабочая частота;

−                    тип применяемой памяти;

−                    техническое исполнение.

Рис. 2. Классификация RFID меток

 

Пассивные RFID-метки, которые не используют внутренних аккумуляторов или батарей. Работа подобных меток осуществляется за счет накопления энергии передаваемой антенной ридера в момент считывания. Т. к. используется КМОП технология, то столь малой энергии достаточно для активации работы встроенной в метку электроники и передачи обратного сигнала. Подобные метки используются в стикерах, проездных билетах или имплантатах под кожей. Их главным недостатком является в применении более мощных считывающих устройств, нежели для работы меток с активным или полупассивным источником питания.

Активные RFID-метки в технологии работы, которых применяется внутренний источник питания, что позволяет данным меткам не зависеть от энергии ридера. Это дает возможность считывать информацию с них на больших расстояниях (до 300 метров). Подобные метки имеют большие размеры и возможность установки более сложной внутренней электроники. Минусом является цена и ограничение времени работы внутренних батарей.

Также преимуществом подобных меток является большая надежность, нежели в использовании меток с пассивным источником питания и более качественном передачи сигнала, с совершением меньшего числа ошибок. За счет применения внутреннего источника питания, появляется возможность увеличения интенсивности передаваемого сигнала, что позволяет применять данные метки в более агрессивных радиочастотных средах и увеличения расстояния передачи. А усложнение внутренней электроники позволяет, к примеру, использовать различные сенсоры и датчики (мониторинг температуры скоропортящегося товара), причем время работы на внутренней батарее может доходить до 10 лет или увеличения объема внутренней памяти, тем самым увеличивая количество хранимых данных.

По рабочей частоте выделяют Диапазон LF — метки данного диапазона (125–134 кГц) отличаются низкими ценами и из-за своих физических характеристик применяются в имплантации под кожу животным. Используемый диапазон частот не позволяет производить считывание на больших расстояниях.

Диапазона HF — виды меток использующие данный диапазон (13,56 МГц) широко применяются, за счет чего стандартизированы, имеют большое разнообразие технических исполнений, а также дешевы в производстве. Также как и в предыдущим типе меток, присутствуют проблемы при считывании на большие расстояния.

Диапазона UHF — использование подобного диапазона частот (860–960 МГц) для считывания информации позволяют увеличить расстояние считывания до 300 метров и возможность применять противоколлизионные решения. Широкое распространение приобрели за счет использования в логистике. В UHF RFID-системах по сравнению с LF и HF ниже стоимость меток, при этом выше стоимость прочего оборудования.

Сравнительный анализ характеристик меток по используемым частотным диапазонам приведен в таблице 1.

 

Таблица 1

Частота	Основные характеристики	Где применяется
HF 13.56 МГц	−                    Применение стандартов −                    Дальность отклика 1.2 м −                    Малое количество ошибок при обращении −                    Малоэффективны при работе среди металлических конструкций	−                    Карты для платежей −                    В службах безопасности −                    При учете товаров
UHF 860–930 МГц	−                    Отсутствие стандартизации −                    Большие размеры −                    Высокая дальность чтения (3 метра и более)	Логистика и подобные сферы товарооборота

 

По типу памяти выделяют:

−                    RO (Read Only) — запись данных при производстве. Отсутствует возможность перезаписи. Исключают подделки.

−                    WORM (Write Once Read Many) — то же что и RO, но содержат уникальный идентификатор, присутствует возможность многократного чтения.

−                    RW (Read & Write) — Имеют возможность многократной перезаписи внутренней информации.

По конструктивному исполнению:

−                    корпусные транспондеры: метки, антенна и чип которых закреплены в жестком корпусе. Имеет защиту от окружающей среды, за счет чего используется в промышленности.

−                    RFID этикетки: антенна и чип прикреплены к бумажной основе. Их цена ниже корпусированных меток, но, соответственно, у них ниже прочность. Используются на складах и в магазинах.

−                    RFID карты: представляют собой пластиковую карту, чаще всего, размером с визитку. Применяются при идентификации личности в системах безопасности.

−                    RFID бирки: то же что и RFID этикетки, но за счет пластикового корпуса имеют большую прочность. Применяются при учете животных.

Заключение.

Технологии радиочастотной идентификации находят все большее применение в различных сферах технической деятельности: автоматизации производства, логистике, контроле качества. В данной статье рассмотрены основные виды существующих RFID меток, описаны их преимущества и недостатки, приведена классификация.

Каждая из классифицированных в статье систем находит свое применение в различных областях. Самыми дешевыми являются пассивные метки, выполненные в виде наклейки. Их стоимостью обусловлена возможность повсеместного использования в сфере логистики и системах учета для складов. Транспондеры, применяющиеся, как правило, в системах учета проезда автотранспорта, выполнены по активной схеме и имеют защиту от окружающей среды. В системах где требуется идентификация на большом расстоянии недопустимо использование меток диапазона 125–134кГц, если таковая возможность требуется следует использовать метки диапазона 860–960МГц.

 

Литература:

 

1.                Сандип Лахири. RFID. Руководство по внедрению. 2007 г. 312 с.
2.                Клаус Финкенцеллер. Справочник по RFID. — Издательский дом «Додэка-XXI», 2008. 496 с.
3.                Верейнов К. Д., Власов А. И., Дудко В. Г., Тимошкин А. Г. Концепция комплексной автоматизации систем управления производством и разработками на базе современного аппаратного и программного обеспечения // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Автоматизированные системы управления производством и разработками. 1994. № 2. С. 50–66.
4.                Власов А. И., Михненко А. Е. Информационно-управляющие системы для производителей электроники // Производство электроники. 2006. № 3. С. 15–21.
5.                Власов А. И., Михненко А. Е. Принципы построения и развертывания информационной системы предприятия электронной отрасли // Производство электроники. 2006. № 4. С. 5–12.
6.                Власов А. И., Ганев Ю. М., Карпунин А. А. Системный анализ «бережливого производства» инструментами визуального моделирования // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2015. № 4 (160). С. 19–24.

moluch.ru